O transcode - Linux Magazine

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Conversão e processamento de arquivos de vídeo com o transcode
Tudo se transforma
O transcode é o canivete suíço da manipulação de
arquivos multimídia no Linux. Com sua arquitetura
modular, ele oferece ao usuário muito mais do
que a simples conversão entre formatos...
por Jörn Reder
Sorin Brinzei – www.sxc.hu
O
transcode [1] é um verdadeiro cani- (ver tabela 1). Mas nenhum desses provete suíco que converte arquivos
gramas consegue abarcar plenamente o
de um formato de vídeo para
poder dessa venerável ferramenta.
outro. Também pode ser usado para
O transcode tem uma estrutura estritaoutros tipos de manipulação de vídeo, mente modular. As funções críticas resicomo redimensionamento de quadros. dem em módulos externos que só são
Se você está esperando que uma ferra- chamados quando necessário. Há três
menta de conversão de vídeos tenha uma
tipos diferentes de módulo, que correspondem às três etapas do processo de
interface gráfica bonitinha, prepare-se
conversão de arquivos quando feito por
para se desapontar. O programa funciona
apenas na linha de comando e é ope- esse programa:
P Input/Decoding (Entrada/Decodificação)
rado com uma porção de parâmetros em
modo texto. Como a maioria das ferra- P Modification/Filtering (Modificação/
mentas que não possuem interface gráFiltragem)
fica, a maior vantagem do transcode é sua
P Output/Encoding (Saída/Codificação)
flexibilidade e seu maior ponto fraco é a
Os módulos de entrada (ver tabela 2)
usabilidade. Os que preferem fazer tudo
têm a função de decodificar arquivos de
vídeo e áudio e entregá-los ao transcode
graficamente podem escolher numa lista
um front-end que ofereça uma interface “crus” sem qualquer pós-processamento
ou formatação (raw format). Há diferentes
amigável para seus recursos especiais
módulos para codecs individuais de áudio
e vídeo, assim como para captura de vídeo
vindo das populares placas de TV.
A etapa seguinte aplica módulos de fi ltro
(ver tabela 3) aos dados brutos entregues
pelos módulos de entrada. Os fi ltros não
apenas modificam os dados de imagem
e som existentes, como também podem
adicionar ou remover quadros para alterar
a sincronia entre o vídeo e o áudio.
Na etapa final, o transcode passa os
dados para um ou mais módulos de saída
(ver tabela 4), que os codificam por meio de
uma variedade de codecs de áudio e vídeo
e criam o arquivo no formato desejado.
Conversões simples
O seguinte comando do transcode converte um arquivo MPEG1 ou MPEG2 para
um arquivo AVI no formato MPEG4: ➟
Tabela 1: Front-ends para o transcode
Nome
dvd::rip
Site oficial
http://www.exit1.org/dvdrip/
g4l
http://gv4l.sourceforge.net/
ripmake
kavi2svcd
http://www.lallafa.de/bp/ripmake.html
http://www.cornelinux.de/web/linux/kavi2svcd/index.html
Descrição
Interface gráfica especializada na extração (ripping) de DVDs e conversão para outros formatos (como DiVX).
Captura e manipula vídeo de dispositivos Video4Linux, como tuners e
webcams. Pode ser usado para capturar e manipular programas de TV.
Programa em linha de comando que facilita tarefas comuns do transcode.
Converte arquivos AVI em MPEGs para a criação de discos SVCD.
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# transcode -V -i video_original U
-o video_resultante.avi -y xvid4 U
-w 500 -b 48
O transcode usa a biblioteca XviD nativa
do Linux para esse trabalho. A biblioteca é veloz e confiável, e quando usada
sabiamente pode superar em muito os
codecs comerciais no tocante à qualidade.
Este exemplo simples demonstra as duas
opções mais importantes: -i e -o indicam
os arquivos de entrada e saída, respectivamente; -y ajusta o filtro de exportação de vídeo para xvid4 e -w configura
a taxa de bits (ou bitrate) do vídeo para
500 kbit/s. Como o transcode exporta
áudio em MP3 a 128 kbit/s por padrão,
precisamos apenas ajustar a taxa de bits
da faixa de som para 48 kbit/s usando a
opção -b. Finalmente, a opção -V diz ao
transcode que use o espaço de cor YUV e
não RGB. Isso acelera os cálculos internos
em quase 30%. Porém, há alguns filtros
que só funcionam no espaço de cor RGB.
Se esse for o caso, o transcode emitirá
uma mensagem de erro se você tentar
estipular a opção -V.
Adivinhando a taxa de bits
A taxa de bits do vídeo é o fator que decide
a qualidade do produto final. Você precisa
de diversos parâmetros, como a altura e a
largura (em pixels) do quadro e o número
de quadros por segundo para calcular o
valor BPP (Bits Por Pixel). A fórmula é:
Taxa de Bits x 1000 / (Altura x Largura x
Quadros por segundo).
Obviamente, a qualidade de um vídeo
depende em grande parte da qualidade
do material original (cenas rápidas/lentas,
muito/pouco contraste etc.); mas você
pode adotar como regra que um valor
de BPP de cerca de 0,20 oferecerá uma
qualidade aceitável e evitará a artificialidade. Valores abaixo de 0,15 afetarão
a qualidade da imagem visivelmente. O
transcode, na verdade, ajusta o valor de
BPP segundo as configurações que você
selecionar (na linha V: bits/pixel). Se
o valor for muito baixo, é melhor sair do
transcode pressionando [Ctrl]+[C] e tentar novamente com um valor mais alto.
Melhor prevenir do que remediar
O transcode suporta a conversão em múltiplos passos para codecs MPEG4. Para
conseguir uma melhor distribuição da
taxa de bits ao longo de um vídeo, o pro-
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grama primeiro analisa o material e cria
um arquivo de log. O segundo passo analisa o arquivo de log e faz o trabalho de
conversão. Você pode habilitar os passos
múltiplos especificando a opção -R; é
preciso especificar se esse é o primeiro
ou o segundo passo. A listagem 1 traz
um exemplo.
Tabela 2: Módulos de importação do transcode
Módulo
Descrição
Lê diretamente de um DVD de vídeo. A opção -i precisa apontar para um nome de arquivo de dispositivo ou para o nome do diretório com o sistema de arquivos do DVD.
vob
Lê um arquivo VOB (Vídeo Object) extraído de um DVD. Você pode criar o arquivo usando
o comando tccat do transcode.
dv
Lê vídeo no formato DV.
Ffmpeg
Lê dados em um dos formatos suportados pela biblioteca ffmpeg. O formato será atribuído automaticamente.
mplayer Chama o Mplayer para decodificar o vídeo. O transcode pode, portanto, lidar com qualquer
codec suportado pelo <I>Mplayer<I>.
v4l /
Lê um sinal de vídeo diretamente de um dispositivo Video4Linux, como uma webcam ou
v4l2
placa de TV.
xvid
Lê vídeo no formato MPEG4.
mpeg2
importação de vídeo MPEG2.
:dvd
Tabela 3: Filtros do transcode
Filtro
Descrição
Detecção de quadros entrelaçados. É preciso especificar a opção verbose=1 para
descobrir se é necessário desentrelaçar a imagem.
smartdeinter
Desentrelaçador de imagens RGB. Derivado do smart deinterlacer do VirtualDub
smartyuv
Desentrelaçador de imagens YUV. Necessita da opção -V.
modfps
Conversor de taxa de quadros, também chamada de framerate (por exemplo, dos
24 quadros por segundo de um filme para os 29.97 quadros usados na TV nos
padrões PAL-M ou NTSC). É preciso especificar a taxa de quadros desejada com a
opção --export_fps.
logo
Aplica um logotipo à imagem, pode ser usado como marca d’agua.
logoaway
Remove o logotipo da estação de TV no cantinho da imagem.
normalize
Normaliza o volume.
yuvdenoise
Filtro de ruídos em imagens YUV. Necessita da opção -V.
detectclipping Detecta, com -j, ou remove, com -Y, as barras negras no topo e na parte de
baixo da tela.
pv
Abre uma janela de visualização (preview). O servidor X deve suportar a extensão XV.
32detect
Tabela 4: Módulos de exportação do transcode
Módulo
xvid / xvid4
divx5
ffmpeg
mpeg2enc,mp2enc
wav
Descrição
O codec XviD, derivado Open Source do DiVX escreve arquivos no formato MPEG4.
O transcode trabalha com diversas versões dessa biblioteca. O transcode 0.6.12 usa
como padrão o XviD 0.9. Recomenda-se usar sempre a versão mais atual do XviD
(no momento, a 1.1.0-beta 1) com o módulo xvid4.
Usa o codec comercial DiVX, fornecido pela DiVX Networks (www.divx.com).
Embora esse codec esteja disponível em formato nativo para o Linux, seu uso não
é recomendado devido a algumas falhas e ao fato de seu código-fonte ser fechado.
Quaisquer codecs reconhecidos pela biblioteca ffmpeg. Para obter uma lista dos
codecs disponíveis, digite transcode -y ffmpeg -F list. Selecione os
codecs desejados especificando a opção -F.
MPEG2 vídeo, MP2 áudio. O utilitário tcmplex funde os arquivos .m2v e .m2a
resultantes para criar um arquivo com a extensão .mpeg, pronto para ser usado
em um VCD, SVCD ou DVD.
módulo de exportação somente de áudio, gera arquivos no formato WAV.
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Listagem 1: Exemplo de codificação em múltiplos passos
# transcode -V -i video_original.mpeg -o video_resultante.avi -y xvid4,null -w 500 -b 128 -R 1
# transcode -V -i video_original.mpeg -o video_resultante.avi -y xvid4
-w 500 -b 128 -R 2
Uma vez que o primeiro passo só fará a
análise do vídeo, a opção -y xvid4,null
desabilita a função de exportação de
áudio. Isso acelera o processo em mais
de dez por cento.
Análise versus
tentativa e erro
Como a conversão adequada de vídeos
depende de material-fonte de alta qualidade, o transcode oferece uma coleção de
ferramentas para análise de arquivos de
vídeo e exibição de suas características
técnicas críticas. O comando tcprobe dá
uma rápida visão geral (veja o exemplo
no quadro “Resultados do tcprobe”).
De acordo com o tcprobe, o arquivo fonte
tem uma resolução de 320x240 pixels e
uma taxa de quadros de 29.97 (comum
a sistemas NTSC) quadros por segundo.
Além disso, o arquivo tem uma faixa de
áudio mono de 44.1 khz com uma taxa de
amostragem de 16-bit (como indicado por
-e 44100,16,1 – um arquivo estéreo mostraria um 2 como último dígito). A faixa
de áudio é codificada em MP2 – infelizmente isso não é óbvio; é preciso analisar
o parâmetro -n (nesse caso -n 0x50) para
descobri-lo. 0x55 significa codificação
MP3 e 0x2000 significa áudio em AC3.
A taxa de bits do áudio está configurada
para 48 kbit/s. Como o transcode usa a
codificação de 128 kbit/s por padrão, é
boa política diminuir manualmente essa
taxa para 48 kbit/s, uma vez que um valor
mais alto não aumentará a qualidade de
saída, mas certamente aumenta o tamanho do arquivo.
Os valores entre colchetes nas informações mostradas pelo tcprobe indica
as configurações padrão do transcode.
O programa usará esses valores se você
lhe passar dados brutos com valores de
formatação que ele não reconheça.
Pequeno, mas poderoso
A capacidade de redimensionar imagens é
outro recurso muito útil – ele permite criar
um preview de um arquivo muito grande
disponível para download. O transcode
oferece para isso diversas funções; a mais
simples usa a opção -Z e pede os valores
de largura e altura. O comando a seguir
reduz o tamanho da imagem à metade,
para 160x120 pixels, sem usar o método
de múltiplos passos:
# transcode -V -i U
video_original.mpeg U
-o resultado_pequeno.avi -y U
com sincronização de áudio e vídeo são
bastante comuns; o Vdrsync pode resolver esses problemas antes mesmo de você
começar. O seguinte comando cria dois
arquivos a partir de uma gravação DVR
para permitir o armazenamento separado
das faixas de áudio e de vídeo:
xvid4 U
-w 125 -b 48 -Z 160x120,fast
# vdrsync.pl U
/vdrdata/Dragonheart/U
O parâmetro fast manda o transcode
usar um algoritmo interno de redimensionamento que pode afetar levemente
a qualidade da imagem e que tem algumas restrições. Por exemplo, a largura e
a altura da imagem têm de ser divisíveis
por 8. Se não forem, o programa voltará ao
método padrão. A opção -w 125 também
é importante; ela reduz a taxa de bits do
vídeo. Como o exemplo reduz a a largura e
a altura, a imagem só ocupará um quarto
do tamanho original; isso equivale a um
quarto da taxa de bits.
Advertência: Gravação da TV
Usuários com gravadores de vídeo digitais
– as chamados DVRs, ou Digital Video
Recorders – rodando no Linux podem
querer armazenar as gravações feitas a
partir da TV em um formato de alta compressão como XviD ou MPEG4. O transcode também pode ajudar nisso; porém,
precisa de uma ajudazinha do VDRsync
[2]. Embora o transcode consiga lidar com
um arquivo DVR diretamente, problemas
2004-08-08.20\:13.50.50.rec/
O nome do arquivo de saída pode variar.
Neste exemplo, o script criou um arquivo
de vídeo chamado e4.mpv e um arquivo
de áudio chamado c0.mpa. Agora o transcode pode manipular a ambos.
Visão limitada
Se o material do filme estiver em formato
Letterbox, você vai notar barras pretas
no alto e embaixo da tela. Como a barra
preta é um desperdício de espaço, provavelmente você vai preferir que o transcode
a elimine. Esse é um processo em duas
etapas: primeiramente, o transcode precisa analisar o tamanho das barras e descobrir suas posições exatas. Para fazê-lo,
ele usa o filtro detectclipping. A listagem
2 traz um exemplo.
O que o transcode faz aqui, na verdade,
é inspecionar cada quadro individualmente e mostrar os resultados na linha
de comando. Quando o resultado parar
de mudar, o transcode terá encontrado as
Quadro 1: Resultados tcprobe
# tcprobe -i video_original.mpeg
[tcprobe] MPEG program stream (PS)
[tcprobe] summary for video_original.mpeg, (*) = not default, 0 = not detected
import frame size: -g 320x240 [720x576] (*)
aspect ratio: 1:1
frame rate: -f 29.970 [25.000] frc=4 (*)
audio track: -a 0 [0] -e 44100,16,1 [48000,16,2] -n 0x50 [0x2000] (*)
PTS=370.6876, bitrate=48 kbit/s
Listagem 2: Analisando as barras pretas
# transcode -V -i e4.mpv -J detectclipping
...
[detectclipping#0] valid area: X: 9..712 Y: 57..519 -> -j 58,10,56,6
...
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configurações corretas. Em nosso exemplo, o parâmetro -j 58,10,56,6 manda
o programa remover 58 linhas do topo, 10
à esquerda, as últimas 56 e as 6 linhas à
direita da imagem.
Infelizmente, você não pode usar esses
valores assim como estão, pois o tamanho
final da imagem não seria divisível por
16 (exigência da maioria dos codificadores, e o XviD não é exceção). Algumas
contas simples ajudarão. Para ficar mais
simples ainda, vamos apenas ignorar os
poucos pixels à direita e à esquerda e
nos concentrar em cima e embaixo. Se
removermos 56 linhas em vez de 58, estaremos removendo um total de 112 linhas.
576 linhas num quadro PAL, menos 112,
dá 464, que é divisível por 16: dá certinho. Resta-nos portanto -j 56,0,56,0;
podemos encurtar isso para: -j 56. O
programa, por padrão, corta a imagem
simetricamente.
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Quadro 2: Guia de instalação do transcode
Se a sua distribuição Linux tem pacotes do transcode prontos para rodar, você tem a obrigação moral de
usá-los. Compilar o programa a partir do código fonte exige muita experiência, já que o programa usa
funções de uma porção de bibliotecas. De acordo com o gerenciador de pacotes do Debian, o transcode
tem 44 dependências. Este artigo baseia-se na versão 0.6.12, publicada em janeiro e que pode ser baixada de [1]. Há binários disponíveis para as seguintes distribuições:
P
Debian: ftp://ftp.nerim.net/debian-marillat/index.html
P
Gentoo: http://packages.gentoo.org/
P
RedHat: http://freshrpms.net/
P
Mandrake: http://plf.zarb.org/
P
SuSE: http://packman.links2linux.org/
Entrelaçamento
Entrelaçamento é uma palavra comum em
tecnologia de vídeo. Quando o vídeo está
entrelaçado, as linhas pares e ímpares da
imagem são exibidas alternadamente: em
um quadro só as pares, no outro só as
ímpares – o que é bem normal nas TVs.
Quando você exibe uma imagem num
monitor de PC, os resultados são ruins
porque os objetos em movimento tendem a criar “fantasmas” ou o chamado
“efeito pente”. Para rebater esse problema,
a maioria dos reprodutores ou conversores
de vídeo usa uma função de desentrelaçamento. O transcode usa o filtro 32detect
(ver listagem 3) para detectar se o vídeo
inclui quadros entrelaçados.
O transcode mostra uma linha para
cada quadro. Se houver quadros com
interlaced = yes, é bom usar o filtro
de desentrelaçamento. O lado ruim é que
a codificação leva muito mais tempo neste
caso. O transcode tem um filtro smartyuv,
a versão com velocidade otimizada do filtro smart deinterlacer do VirtualDub para
o espaço de cor YUV. O VirtualDub é um
popular programa do Windows® que faz
algo similar ao transcode. O filtro tem uma
Figura 1: Um vídeo PAL com resolução
máxima tem 720x576 pixels. A imagem em
4:3 fica distorcida porque 720x576 equivale
a uma proporção de 5:4. Isso faz com que os
personagens do filme pareçam ter a cabeça
bem comprida se você for assisti-lo no formato
original em um PC.
Figura 4: Para poupar ainda mais espaço,
você pode reduzir a resolução. Nosso exemplo
usa uma largura de 640 pixels, que não deixa de
oferecer uma boa resolução.
Figura 3: As barras pretas gastam bits
valiosos; remova-as para economizar espaço.
porção de opções que você pode explorar,
mas os ajustes padrão funcionam bem na
maioria dos casos.
Mastigando números
Para poupar ainda mais espaço, queremos não apenas remover as barras pretas como também diminuir o tamanho
Listagem 3: Em busca de quadros entrelaçados
# transcode -V -i e4.mpv -J 32detect=verbose=1
...
(0) frame [000086]: (1) = 2141 | (2) = 2161 | (3) = 10 | interlaced = yes
...
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Figura 2: Para remover a distorção, a imagem
precisa ser esticada lateralmente – isso torna as
cabeças redondas novamente.
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da imagem. Vídeo no padrão PAL tem
uma resolução original de 720x576 pixels,
mas o tamanho da imagem é distorcido
de modo amorfo quando ela é exibida
numa tela de PC, já que a proporção é de
5:4, e não de 4:3 (usada nos monitores).
A maior parte dos media players corrigirá
isso automaticamente, mas o objetivo
é produzir um arquivo AVI com a proporção amigável ao PC (e às TVs analógicas que representam a esmagadora
maioria dos aparelhos no Brasil) de 4:3.
A distorção é ainda maior com vídeo no
formato 16:9. Claro que se podem aplicar os cálculos para 16:9 tão facilmente
quanto para 5:4. As figuras 1 a 4 trazem
um passo-a-passo.
Vídeo digital
# transcode -V -i e4.mpv U
-p c0.mpa U
-o video_640.avi -y U
xvid4 -w 1650 U
-j 56 -J smartyuv -Z U
640x384,fast
A opção -p adiciona a trilha de áudio
(as trilhas de áudio e vídeo estão armazenados em arquivos distintos) ao arquivo.
A taxa de bits do vídeo é de 1650 bits por
segundo, que combinada com a resolução selecionada dá um valor BPP de 0,267,
o que é uma qualidade alta o suficiente
para nossos fins.
Flexível e poderoso
Este artigo apenas roça a superfície do
grande conjunto de recursos oferecidos
pelo transcode. O programa vem também
com uma coleção de práticas ferramentas
de linha de comando, apresentadas na
tabela 5. Consulte as listas de discussão
do transcode [3]; elas são uma útil fonte
de informações sobre o programa.
■
Sobre o autor
A primeira coisa que precisamos fazer é
corrigir a proporção. Precisamos expandir
a imagem lateralmente por um fator de
(4/3)/(5/4) ou (1.33/1.25= 1.06). A imagem cresce em 6% e agora tem 768 pixels
de largura. O próximo passo é mandar o
transcode remover as barras negras no
topo e na parte debaixo da tela, que ocupam 56 pixels cada; o resultado é uma
imagem com a altura de 464 pixels.
Mandamos então o transcode reduzir
a imagem de 768x464 pixels para uma
largura de 640 pixels; é um fator de 1.2.
A imagem resultante tem 640x386 pixels
e, por isso, precisamos reduzir a altura
para 384, o valor mais próximo divisível
por 16. O fator de distorção introduzido
é invisível para o olho humano. Algumas contas simples apontam o seguinte
comando para converter uma gravação
original de um DVR para um pequeno
vídeo no formato XviD:
Capa
Jörn Reder é um entusiasta do código
aberto e um ávido desenvolvedor de Perl.
Ganhou experiência com o transcode
enquanto programava o front-end dvd::rip,
para extração e conversão de DVDs. Jörn
trabalha para a dimedis em Colônia, na
Alemanha, onde está envolvido principalmente no desenvolvimento de aplicativos
de banco de dados para Internet.
Informações
[1] Homepage do transcode:
http://www.transcoding.org/
[2] O VDRsync faz o pré-processamento de gravações
VDR para manipulação com o transcode:
http://vdrsync.vdr-portal.de/
[3] Listas de discussão sobre o transcode:
http://lists.exit1.org/mailman/listinfo/
[4] Video Help, site com muita informação sobre a
autoria de VCDs, SVCDs e DVDs:
http://www.videohelp.com/
[5] mencoder, uma alternativa ao transcode baseada
no mplayer. Inclui utilitário para criação de VCDs:
http://www.mplayerhq.hu/
[6] dvd::rip, interface para o transcode e outras
ferramentas para extração de DVDs:
http://www.exit1.org/dvdrip/
Tabela 5: Ferramentas de Linha de Comando do transcode
Nome
Descrição
tccat
Lê arquivos de vídeo e os exibe através de uma saída padrão. Normalmente é empregado
internamente pelo transcode, mas pode ser usado para ler títulos de DVD.
tcscan
Analisa um arquivo de vídeo e devolve informações sobre ele. Tipicamente usado para
encontrar o volume máximo numa faixa de áudio.
tcmodinfo
Exibe a documentação de um módulo ou filtro do transcode.
tcprobe
Analisa um arquivo de vídeo e devolve suas principais características técnicas. Rode uma
análise com o tcprobe antes de processar com o transcode para certificar-se de ter as configurações corretas.
tcrequant
Requantizador de MPEG. Reduz a taxa de bits de um arquivo MPEG sem recodificá-lo. Produz resultados de alta qualidade em pouco tempo.
tcmplex
Multiplexação de trilhas elementares no formato MPEG (áudio + vídeo) para montar um
programa completo.
avimerge
Funde diversos arquivos AVI para formar um só.
avisplit
Divide um arquivo AVI em diversos pedaços menores.
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